在統計學 中,矩估計 (英語:method of moments )是估計總體 參數 的方法。首先推導涉及感興趣的參數的總體矩 (即所考慮的隨機變量 的冪的期望值 )的方程。然後取出一個樣本並從這個樣本估計總體矩。接着使用樣本矩取代(未知的)總體矩,解出感興趣的參數。從而得到那些參數的估計。矩估計是英國統計學家卡爾·皮爾森 於1894年提出的。
方法
假設問題是要估計表徵隨機變量
W
{\displaystyle W}
的分佈
f
W
(
w
;
θ
)
{\displaystyle f_{W}(w; \theta)}
的
k
{\displaystyle k}
個未知參數
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
{\displaystyle \theta_{1}, \theta_{2}, \dots, \theta_{k}}
。如果真實分佈("總體矩")的前
k
{\displaystyle k}
階矩可以表示成這些
θ
{\displaystyle \theta}
的函數:
μ
1
≡
E
[
W
]
=
g
1
(
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
)
,
{\displaystyle \mu_{1} \equiv E[W]=g_{1}(\theta_{1}, \theta_{2}, \dots, \theta_{k}) , }
μ
2
≡
E
[
W
2
]
=
g
2
(
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
)
,
{\displaystyle \mu_{2} \equiv E[W^2]=g_{2}(\theta_{1}, \theta_{2}, \dots, \theta_{k}) ,}
⋮
{\displaystyle \vdots }
μ
k
≡
E
[
W
k
]
=
g
k
(
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
)
.
{\displaystyle \mu_{k} \equiv E[W^k]=g_{k}(\theta_{1}, \theta_{2}, \dots, \theta_{k}) .}
設取出一大小為
n
{\displaystyle n}
的樣本,得到
w
1
,
…
,
w
n
{\displaystyle w_1, \dots, w_n}
。對於
j
=
1
,
…
,
k
{\displaystyle j=1,\dots,k}
,令
μ
^
j
=
1
n
∑
i
=
1
n
w
i
j
{\displaystyle \hat{\mu}_{j}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n} w_{i}^{j}}
為j階樣本矩,是
μ
j
{\displaystyle \mu_{j}}
的估計。
θ
1
,
θ
2
,
…
,
θ
k
{\displaystyle \theta_{1}, \theta_{2}, \dots, \theta_{k}}
的矩估計量記為
θ
^
1
,
θ
^
2
,
…
,
θ
^
k
{\displaystyle \hat{\theta}_{1}, \hat{\theta}_{2}, \dots, \hat{\theta}_{k}}
,由這些方程的解(如果存在)定義:[來源請求]
μ
^
1
=
g
1
(
θ
^
1
,
θ
^
2
,
…
,
θ
^
k
)
,
{\displaystyle \hat \mu_{1} = g_{1}(\hat{\theta}_{1}, \hat{\theta}_{2}, \dots, \hat{\theta}_{k}) ,}
μ
^
2
=
g
2
(
θ
^
1
,
θ
^
2
,
…
,
θ
^
k
)
,
{\displaystyle \hat \mu_{2} = g_{2}(\hat{\theta}_{1}, \hat{\theta}_{2}, \dots, \hat{\theta}_{k}) ,}
⋮
{\displaystyle \vdots }
μ
^
k
=
g
k
(
θ
^
1
,
θ
^
2
,
…
,
θ
^
k
)
.
{\displaystyle \hat \mu_{k} = g_{k}(\hat{\theta}_{1}, \hat{\theta}_{2}, \dots, \hat{\theta}_{k}) .}
參見